聚合物改性水泥混凝土的制备原理及其结构与性能的关系

研究与探讨

聚合物改性水泥混凝土是在水泥混凝土成型过程中掺加一定量的聚合物，从而改善混凝土的性能，提高混凝土的使用品质或使混凝土满足工程的特殊需要。聚合物改性水泥混凝土的改性效果虽不如聚合物浸渍混凝土明显，但由于其工艺简单，使用方便，因而在工程中的应用也越来越广泛。

用于水泥混凝土改性的聚合物基本上分为三种类型，即聚合物乳液、水溶性聚合物和液体树脂。其中最常用，改性效果最好的是聚合物乳液。用聚合物乳液进行改性是在水泥混凝土拌和成型时拌入（大多教情况下是胶乳与水先拌和然后再与集料拌和），聚合物乳液在水泥混凝土凝结硬化过程中脱水，并在混凝土中形成结构，影响水泥的水化过程及水泥混凝土的结构，从而对水泥混凝土的性能起到改善作用，聚合物可是单聚体、双聚体或多聚体。

聚合物乳液的主要组成有聚合物颗粒（尺寸在０．１～１ｕｍ之间）、乳化剂、稳定与普通水泥混凝土相比有许多特殊８９＇Ｉ生

能，其中聚合物本身的性能虽起到一定

的作用，但最主要的、根本的原因还是因

为聚合物的掺人导致混凝土结构的变化，

从而影响混凝土８９＇１＇ｔＢ２。

聚合物掺人使混凝土结构发生变化

主要由于以下几个方面：

（１）聚合物本身在混凝土中形成聚

合物网结构，并与硬化水泥浆体形成的

连续结构互相交织缠绕，形成聚合物改

性水泥混凝土的特有结构。

ＫｏｎｌｅｔｚＫｏ认为，当聚合物乳液在水

泥混凝土搅拌过程中掺人混凝土后，乳

液中的聚合物颗粒均匀分散在水泥混凝

土体系中，随着水泥颗粒的水化，由于体

系中的一部分被水泥水化所结合，因此

悬浮液中的水分被转移，聚合物颗粒开

始堆积，随着水泥水化的进一步进行，堆

积的聚合物颗粒也越来越多，逐渐融化

在一起形成聚合物膜。最终聚合物在水

泥混凝土中形成空间连续的网状结构，并

且硬化水泥浆体也在聚合物网孔中形成连

续结构，两种网结构互相交织缠绕在一

起，并把水泥混凝土中的骨料颗粒包裹在

其中，形成聚合物改性水泥混凝土的特有

结构。这种结构与聚合物的种类及掺量有

关，并非所有的聚合物都能在水泥混凝土

体系中形成上述结构。例如聚苯乙烯在水

泥石中就不能很好地结膜，仅形成聚苯乙

烯颗粒堆积结构，因为聚苯乙烯颗粒之间

的融合能较高，因此聚苯乙烯在水泥石中

只起填充作用，仅能对水泥浆体的流动性

起改善作用，从而可降低水灰比并改善混

凝土８９＇Ｉ，生能。聚合物的掺量也影响上述结

构的形成。如聚苯乙烯一丁二烯乳液

（ＳＢＤ）在水泥浆体中的掺量为１０％时，ＳＢＤ

在水泥石中没有很好地结膜。虽然聚苯乙

烯一丁二烯在水泥石中形成了空间网状结

构，但由于ＳＢＤ的掺量较少，聚苯乙烯一

丁二烯颗粒在失去水的过程中，没有很好

聚合物改性水泥混凝±的’制备原理

结构

文／邵新苗吕辉（华南理工大学材料学院５１０６４１）

文／林敏夏（广州市住建勘察设计院）

剂、分散剂等及水溶液，并含有少量的气

泡。其中固体成分的含量在４０％～７０％之

间。聚合物颗粒通过乳化剂的作用均匀地

分散在水溶液中，形成乳液，并由于分散

剂及稳定剂的作用使得乳液能在较长时间

内不产生离析及絮凝，保持乳液的均匀

性，另外为了防止乳液带人的气泡影响混凝

土的质量，一般在乳液中还加入消泡剂。

聚合物改性水泥混凝土中，聚合物部

分取代水泥作为。／ｂｂ凝ｌ土中的胶结材，使得

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